Das Ultraschallschweißen besitzt aufgrund seiner geringen Prozesszeit, des niedrigen Energiebedarfs und einer Vielzahl an fügbaren Werkstoffen, die auch artfremd sein können, enormes Potential für die Herstellung von Multimaterialsystemen. Bei diesem Verfahren werden mittels hochfrequenter mechanischer Schwingungen über ein Schwingungssystem reibungsartige Relativbewegungen zwischen den Werkstoffoberflächen erzeugt. Der Kontakt zwischen dem Schwingungssystem und der Fügezone erfolgt durch die so genannte Sonotrodenkoppelfläche (SKF), deren Strukturierung von entscheidender Bedeutung für die resultierende Verbundfestigkeit und den Verschleiß ist.

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts soll das Fügen von Titanlegierungen mittels Leistungsultraschall durch geeignete Sonotrodengeometrien und SKF-Strukturierungen für zukünftige Leichtbauanwendungen vor allem hinsichtlich Titanlegierungen als oberen Fügepartner erschlossen werden. Die ursächlichen Schädigungs- und Verschleißprozesse werden durch simulationsgestützte experimentelle Analysen studiert und modelliert, um darauf aufbauend langlebige Sonotrodenkonzepte mit minimalem Verschleiß und maximaler Verbundfestigkeit von Ti-Verbindungen zu entwickeln. Im Zuge der mikrostrukturellen Verbundcharakterisierung wird der Kenntnisstand zum Bindungsmechanismus während des Ultraschallschweißens sowie zur Korrelation zwischen der Struktur der Grenzfläche und der Verbundfestigkeit erweitert.

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)